專題以動(dòng)力學(xué)角度研究水平面上的木板滑塊問題課件高考物理二輪復(fù)習(xí)備考

牛頓第二定律的應(yīng)用板塊模型匯報(bào)人：彌文斌匯報(bào)時(shí)間：2024年9月26日理解什么是“滑塊—木板”模型。

會(huì)用動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)處理“滑塊—木板”模型問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)例題1:如圖甲所示，足夠長的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A，滑塊A受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測出滑塊A的加速度a，得到如圖乙所示的a－F圖像，A、B之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2，則(

)A.滑塊A的質(zhì)量為4kgB.木板B的質(zhì)量為2kgC.當(dāng)F＝10N時(shí)滑塊A的加速度大小為6m/s2D.滑塊A與木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2木板-滑塊模型（1）木板-滑塊模型-滑塊受到外力，地面光滑

試分析A，B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？BAF

A與B恰好分離的臨界是A與B之間的摩擦力達(dá)到最大，對B分析，有對整體分析，有則，可得到A與B恰好分離時(shí)，當(dāng)當(dāng)

A和B一起加速，

A和B各自加速，隔離B，有隔離A，有隔離B，有整體：例題2

如圖所示，一質(zhì)量M＝2kg的木板長度為L＝50m，靜止放在水平面上，另一質(zhì)量m＝2kg、大小可以忽略的鐵塊靜止放在木板的左端，已知鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.5，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g＝10m/s2?，F(xiàn)給鐵塊施加一個(gè)水平向右的力F，求：(1)若F為變力，且從零開始不斷增大，當(dāng)F增大到多少時(shí)，鐵塊與木板即將開始相對滑動(dòng)？木板-滑塊模型例題2:如圖所示，一質(zhì)量M＝2kg的木板長度為L＝50m，靜止放在水平面上，另一質(zhì)量m＝2kg、大小可以忽略的鐵塊靜止放在木板的左端，已知鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.5，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g＝10m/s2?，F(xiàn)給鐵塊施加一個(gè)水平向右的力F，求：(2)若F恒定為20N，試通過計(jì)算說明，在此情況下，m與M是否分離，若不分離求兩者共同的加速度；若分離，求從靜止開始經(jīng)過多長時(shí)間，二者分離？木板-滑塊模型（2）木板-滑塊模型-滑塊受到外力，地面粗糙

試分析A，B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？BAF

AB之間的滑動(dòng)摩擦力B與地面之間的滑動(dòng)摩擦力（1）若B將永遠(yuǎn)無法被帶動(dòng)（2）若A能帶動(dòng)B，且AB是否相對滑動(dòng)，取決于AB之間的靜摩擦力是否達(dá)到最大。

A,B均保持靜止

此時(shí)力F較小，則AB共同加速①②

（2）木板-滑塊模型-滑塊受到外力，地面粗糙BAF

可得

③

直擊高考例題3:.

光滑水平面上有一M=2kg長木板，長木板的長度為2m，在長木板的中間靜止有一個(gè)小滑塊，小滑塊質(zhì)量為1kg，M和m的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。M受到一個(gè)水平向右的恒力F=4N作用，求（1）當(dāng)μ=0.2時(shí)，F(xiàn)作用時(shí)間3s后M物體的位移？（2）當(dāng)μ=0.1時(shí)，F(xiàn)作用時(shí)間3s后M物體的位移？木板-滑塊模型（3）木板-滑塊模型-木板受到外力，地面光滑BAF

試分析A，B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？A與B恰好分離的臨界是A與B之間的摩擦力達(dá)到最大，當(dāng)A，B之間的摩擦達(dá)到最大時(shí)對A分析：

對整體分析：

則：

①當(dāng)時(shí)，A，B整體一起加速

對A分析對A分析

對B分析

D

例題4:如圖所示，質(zhì)量m＝1.0kg的物塊(視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量M＝4.0kg的木板的右端，木板長L＝2.5m。開始木板靜止放在水平地面上，物塊與木板及木板與水圖3

平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.2?，F(xiàn)對木板施加一水平向右的恒力F＝40N，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)空氣阻力，g＝10m/s2。則物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法中正確的是(

)A.物塊與木板以相同的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)B.木板的加速度大小為5.6m/s2C.物塊的最大速度大小為3.5m/sD.物塊到達(dá)木板左端時(shí)木板前進(jìn)的位移大小為3.5m木板-滑塊模型（4）木板-滑塊模型-木板受到外力，地面粗糙

試分析A，B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？BAF

A，B均保持靜止

A，B一起加速對A分析整體分析

（4）木板-滑塊模型-木板受到外力，地面粗糙A，B各自加速

BAF

可得

例題5:如圖甲所示，質(zhì)量為M=2kg的木板靜止在水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊（質(zhì)量設(shè)為m）從木板的左側(cè)沿木板表面水平?jīng)_上木板．物塊和木板的速度—時(shí)間圖象如圖乙所示，g=10m/s2，結(jié)合圖象，下列說法正確的是(

)A.可求解物塊在t=2s

時(shí)的位移B．可求解物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)C．可求解物塊的質(zhì)量m

D．可求解木板的長度木板-滑塊模型（5）木板-滑塊模型-滑塊有初速度，地面光滑

試分析A，B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？BA

對B分析：分析：A與B相對運(yùn)動(dòng)，A通過滑動(dòng)摩擦力帶動(dòng)B;則滑動(dòng)摩擦力對A的效果是阻力，對B的效果是動(dòng)力；則A在滑動(dòng)摩擦力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B在滑動(dòng)摩擦的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直到共速；由牛頓第二定律可得：對A分析：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得當(dāng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力消失，兩者一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)木板-滑塊模型例題6:如圖1甲所示，一足夠長的質(zhì)量為m的木板靜止在水平面上，t＝0時(shí)刻質(zhì)量也為m的滑塊從板的左端以速度v0水平向右滑行，滑塊與木板，木板與地面的摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力?；瑝K的v－t圖像如圖乙所示，則有(

)A.μ1＝μ2 B.μ1<μ2C.μ1>2μ2 D.μ1＝2μ2（6）木板-滑塊模型-滑塊有初速度，地面粗糙

BA

試分析A，B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？

（1）若A帶不動(dòng)B，則A在B上做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到滑離B，勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為（2）若A帶的動(dòng)B，則對A，B分別進(jìn)行受力分析，并由牛頓第二定律可得

對A：

則A以這個(gè)加速度一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng)對B：

則B以這個(gè)加速度一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)A,B達(dá)到共速時(shí)若兩者一起減速：（6）木板-滑塊模型-滑塊有初速度，地面粗糙BA

整體：

隔離B：

因此兩者一起減速到0例題7:如圖所示，在光滑的水平面上有一長為L的木板，木板以速度v向右運(yùn)動(dòng)，在其右端輕放一小滑塊，小滑塊剛好滑到木板中點(diǎn)，已知木板與小滑塊的質(zhì)量相等，小滑塊看作質(zhì)點(diǎn)，重力加速大小為g，求：（1）小滑塊最終的速度大??；（2）小滑塊在木板上滑動(dòng)的過程中，木板的位移大小x及兩者間的動(dòng)摩擦因數(shù)BA

試分析A，B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？（7）木板-滑塊模型-木板有初速度，地面光滑分析：A與B相對運(yùn)動(dòng)，B通過滑動(dòng)摩擦力帶動(dòng)A;則滑動(dòng)摩擦力對A的效果是動(dòng)力，對B的效果是阻力；則A在滑動(dòng)摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B在滑動(dòng)摩擦的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到共速；由牛頓第二定律可得：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有對A受力分析有：對B受力分析有：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有時(shí)，滑動(dòng)摩擦力消失，兩者一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)

當(dāng)木板-滑塊模型例題8:（2013新課標(biāo)Ⅱ）一長木板在水平地面上運(yùn)動(dòng)，在t=0時(shí)刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖像如圖所示。己知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g＝10m/s2，求:（1）物塊與木板間；木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（2）從t=0

時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊相對于木板的位移的大小

試分析A，B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？（8）木板-滑塊模型-木板有初速度，地面粗糙分析：A與B相對運(yùn)動(dòng)，B通過滑動(dòng)摩擦力帶動(dòng)A;則滑動(dòng)摩擦力對A的效果是動(dòng)力，對B的效果是阻力；則A在滑動(dòng)摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B在滑動(dòng)摩擦的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到共速；兩者加速度由牛頓第二定律可得：BA

（1）分析A:分析B:

（2）當(dāng)A,B達(dá)到共速時(shí)采用整體法和隔離法

①整體法求系統(tǒng)加速度②隔離A:

（8）木板-滑塊模型-木板有初速度，地面粗糙BA

則AB之間的摩擦力已經(jīng)達(dá)到最大靜摩擦，AB各自減速，各自減速的加速度由牛頓第二定律可得對A：對B：

因此兩者以上面的加速度各